某综采工作面破碎顶板注浆加固技术研究

综采工作面遇地质构造时,受构造应力和采动影响,采场煤壁和顶板常出现片帮、冒顶现象。某综采工作面过火成岩和断层构造期间,顶板破碎,易发生冒顶、片帮事故,通过分析顶板事故原因和注浆加固作用机理,结合现场实际工作条件,对工作面冒顶片帮严重区域采取马丽散化学注浆加固、充填方案。实践证明,通过对构造破碎带区域的注浆充填、加固,改善了采场破碎煤岩体的物理力学性质和煤体的整体性,工作面最大片帮深度由1.8 m降低至0.4 m,最大冒顶高度由2.9 m降至0.6 m,提升了工作面回采安全性和高效性。

近距离多煤层回采巷道层位选择与支护参数优化研究

针对在上覆采空区及遗留保护煤柱下采用下行开采布置放顶煤工作面时,下分层煤层掘进巷道严重变形和回采过程中导致下部煤层工作面发生冒顶、压架等问题,本文以芦子沟煤业为例通过FLAC3D数值模拟,对遗留煤柱下巷道稳定性进行研究,得出下层煤巷道与煤柱外错35 m时所处应力环境得到极大改善;采用合理的巷道布置方案和高预应力强力支护方案后,矿压监测结果显示,回采期间巷道顶底板移近量为90 mm,两帮移近量为179 mm,巷道断面收缩率仅为3.9%,保证了下部5号煤层煤炭资源的安全高效回收。

煤层底板隐伏断层承压水导升机制研究

煤层底板隐伏断层活化突水是矿井水害防治技术中的关键问题。根据底板隐伏断层的发育形式,运用FLAC3D数值模拟软件建立了底板隐伏正断层与逆断层模型,探究采动应力作用下2种断层模型的塑性区与渗流场发育特征。结果表明:正、逆断层类型对采动塑性区的发育形式具有主导作用,当底板为正断层时,采动过程中的底板破坏形式为“V”形向“W”形的演变;当底板为逆断层时,底板将会在隔水层中间位置出现对称原位张裂区,采动应力对正断层的活化作用高于逆断层,揭示了隐伏断层突水机制。

煤层底板渐进破坏与渗流演化数值模拟研究

根据山西怀仁中能芦子沟矿井复杂地质情况,建立了断层影响下的采场力学模型。运用断层的活化力学判据,表征了断层扩展演化为承压水导升通道的力学机理。运用RFPA2D-Flow软件对断层活化与突水渗流进行了模拟。结果表明:承压水沿断层的水楔作用是促使断层裂隙扩展的内在因素,断层在上下盘开采时两侧剪应力的作用下会发生活化,并最终形成滞后性的突水通道。

芦子沟矿厚煤层沿空掘巷窄煤柱宽度优化及应用

护巷煤柱宽度是沿空掘巷技术成功与否的关键。以芦子沟矿8103工作面沿空掘巷工程为背景,采用理论分析、数值模拟和现场试验等方法,研究沿空掘巷内外应力场传递演化规律,确定沿空掘巷内应力场分布范围,对比分析不同宽度护巷煤柱下巷道围岩的形变特征,得到最优护巷煤柱宽度为8m。结果表明:内外应力场呈“双驼峰”状分布,内应力场范围为12.2~13.8m,巷道布置在内应力场范围内不会引起支承压力的明显变化,能够保持巷道相对稳定;煤柱宽度由3m增加至35m时,煤柱内垂直应力增长率出现先增大后减小的趋势;煤柱宽度为3~8m时,煤柱内垂直应力分布近似为“单驼峰”,煤柱宽度为10~35m时,煤柱内垂直应力分布近似为“双驼峰”。随着煤柱宽度的增大,煤柱内部弹性核区不断增加,煤柱塑性区形状由“贯穿”状向“H”形过渡,直至发展为“X”形;煤柱内部破坏方式由“拉、剪复合破坏”向“剪切破坏为主”发展,最终破坏形式为“全剪破坏”。现场试验表明:宽度为8m的护巷煤柱可以有效地控制巷道围岩变形量,能够维持巷道整体稳定;与原护巷煤柱相比,煤炭损失率降低了77.15%,提高了煤炭资源采出率。

采动应力下底板隐伏断层渗流场演化规律研究

为探明采动应力作用对底板隐伏断层承压水导升趋势的影响,以芦子沟煤矿为例,采用FLAC^(3D)建立35°、55°、75°共计3种不同倾角的断层模型,采用fluid fl_isotropic模拟承压水渗流过程,对采动过程中的底板渗流矢量场,断层垂直应力与孔隙水压力的演化趋势进行分析。结果表明:在断层角度逐渐增加时,承压水活化程度与导升能力随之提升。采动应力下,承压水突破隔水层的水头位置一般滞后于采空区,合理地解释了底板突水的滞后特性。在时空分布角度上,工作面推进越靠近断层附近位置,越容易致使断层活化。在形态分布角度上,断层倾角越大,断层采动应力的跃升速度越快,对承压水的导升能力更强,表明断层倾角的增大对底板突水有激化作用。

小煤窑采空积水区的探查方法

为了解决开采下组煤层受上组煤层采空积水区的影响,往往需要对上部煤层采空积水区的位置、范围、积水量进行探查清楚,减少不必要的钻探工程,精准确定探放上部煤体钻孔的施工参数,为准确解放开采煤层提供可靠的地质基础资料。在走访曾经在小煤窑工作的相关人员、通过查阅小煤窑遗留下的相关资料和地方志的基础上,采用井筒见煤点推断测算法、地面瞬变电磁法和地震法相结合的物探探测方法,对小窑不明采空积水区的位置、积水量以及受积水影响区域进行了研究。结果表明:该方法适合不明采空积水区的探查治理。

西门子PLC技术在煤矿皮带运输系统中的应用

皮带运输机是煤矿生产中的一种常见设备,也是保证煤矿生产顺利进行的关键性设备。而煤矿皮带运输系统则是利用PLC控制系统、人机交互界面、故障检测装置、保护装置等实现的皮带运输机控制系统,有助于实现对皮带运输机的高效管理。文章在论述PLC技术特点的基础上,介绍了西门子PLC技术在煤矿皮带运输系统中的应用。

煤矿顶板管理的具体方法与措施研究

作为煤矿安全生产中的重要组成部分,顶板管理是一项技术含量较高的工作.文章针对煤矿顶板事故发生的主要原因,提出了几点解决的具体方法与措施,供读者参阅.